Uzay aracı itkisi geleneksel olarak uçucu yakıtlara ve uzayda farklı manevralar için ayrı, hacimli sistemlere dayanır. NASA bu paradigmayı değiştirmek için çalışıyor. Huntsville, Alabama'daki NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi'ndeki mühendisler, uzay uçuşunu daha güvenli ve verimli hale getirmek üzere tasarlanan yeni bir küçük uydu üzerinde kapsamlı bir dizi çevresel ve fiziksel test tamamladı.
ASCENT (Advanced Spacecraft Energetic Non-Toxic) Propulsion Dual Mode görevi, büyük bir ayakkabı kutusu büyüklüğünde bir uzay aracının uçuş gösterimidir. Görev, iki farklı motor tipine besleme yapan ortak bir yakıt tankı kullanan tek, entegre bir itki sistemi test edecek.
Tipik olarak uzay araçları gezinmek için iki ayrı itki sistemi taşır: hızlı hareketler için yüksek itişli kimyasal sistem ve konum korumak gibi yavaş manevralar için yüksek verimli düşük itişli elektrikli sistem. Bu, değerli alan ve ağırlığı tüketen birden fazla yakıt tankı ve ağır altyapı gerektirir.
Geliştirilen uzay aracı, tek bir toksik olmayan itici olan ASCENT kullanıyor. Tek bir merkezi tanktan hem yüksek itişli yanma motorunu hem de düşük itişli elektrosprey iticileri besleyerek uzay aracı kritik kütle ve hacimden tasarruf sağlıyor. Gelecek görevler için bu, bilimsel araçlar için daha fazla alan ve daha küçük, daha az maliyetli roketlerle fırlatma imkanı anlamına geliyor.
Bu konsepti uçuşa taşımak ülke çapında iş birliği gerektiriyor. NASA Marshall görevi yönetirken, uzay aracı Massachusetts Institute of Technology tarafından geliştirilen elektrosprey iticilere, Plasma Processes tarafından inşa edilen kimyasal itki modülüne ve Georgia Institute of Technology tarafından entegre edilen uzay aracı gövdesine dayanıyor.
"Çok sayıda küçük ayrıntı ve pek çok küçük zorluk var, bazıları da büyük" dedi NASA Marshall'daki gösterinin proje yöneticisi Nehemiah Williams. "Ancak itki sisteminin tüm bu farklı ekipler arasında işlevsel olmasını sağlamak görevin başarılı olmasını sağlıyor."
Bir uzay aracının alçak Dünya yörüngesinin sert ortamında güvenli şekilde çalışabilmesi için yerde bir dizi teste tabi tutulması gerekir. Son birkaç ayda Marshall'daki mühendislik ekibi, merkezdeki Küçük Uzay Aracı Servis ve Entegrasyon Laboratuvarı içinde uçuş donanımını zorlu testlerden geçirdi.
Birleşik itki sisteminin bütünlüğünü doğrulamak için ekip kapsamlı sızıntı testi yaptı. Mühendisler, uzay aracının contalarının bütünlüğünü sağlamak için uzay aracını vakum odası içinde basınçlı helyum sızıntı testine tabi tuttu ve contaların amaçlandığı gibi çalıştığını başarıyla kanıtladı. Sistem iki farklı itici tipine besleme yapan tek bir ASCENT itici tankını paylaştığı için yakıt hatları ve vanaların mükemmel şekilde sızdırmaz olması görev güvenliği ve başarısı için hayati önem taşıyor.
Ekip ayrıca uzay aracını termal vakum testine tabi tuttu. Uzay, hava bulunmaması ve aşırı sıcaklık değişimleriyle karakterize acımasız bir ortamdır. Uzay aracını bu sert koşulları taklit eden özel bir vakum odasına yerleştirerek mühendisler, elektroniklerin, iticilerin ve mekanik sistemlerin yörüngede normal çalışacağını garanti edebiliyor.
Ayrıca uzay aracı bir döndürme testinden geçti. Bir araba lastiği gibi bir uzay aracının da mükemmel dengede olması gerekir. Döndürme testi uzay aracının kütle özellikleri ve ağırlık merkezini ölçer. Bu, CubeSat'ın kararlı şekilde uçabilmesini ve doğru tutumu koruyabilmesini doğrular; böylece antenleri Dünya ile iletişim kurabilir ve güneş panelleri Güneş ışınlarını doğru şekilde yakalayabilir.
Çevresel ve fiziksel testler şimdi tamamlandığına göre görev son hazırlık aşamalarına giriyor. Ekip son sistem kontrollerini tamamlayacak, uzay aracının güneş dizilerini entegre edecek ve donanımı fırlatma yerine gönderecek.
ASCENT Propulsion Dual Mode görevi, 1 Ekim'den önce değil olarak California'daki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü'nden bir SpaceX Falcon 9 roketi üzerinde yük olarak fırlatılmak üzere planlandı.
Yaklaşık 325 mil yukarıda Dünya'ya yörüngeye dağıtıldıktan sonra uzay aracı dokuz aylık bir göreve başlayacak. İlk kontrol döneminden sonra operasyon ekibi kısa kimyasal ve elektrikli manevralar gerçekleştirecek. Başarılı olursa uzay aracı birkaç ay boyunca birden fazla yörünge yükseltme ve alçaltma manevrası yapacak, yüksek itişli ve düşük itişli motorları arasında geçiş yaparak çift mod konseptinin uzayda çalıştığını kanıtlayacak.
ASCENT Propulsion Dual Mode görevi, Washington'daki NASA Genel Merkezi'nde ajansın Araştırma ve Teknoloji Misyon Müdürlüğü'ndeki NASA'nın Küçük Uzay Aracı ve Dağıtık Sistemler (SSDS) tarafından yönetiliyor ve finanse ediliyor. SSDS, California'nın Silikon Vadisi'ndeki NASA Ames Araştırma Merkezi'nde bulunuyor.
